Effective C++：条款45：运用成员函数模板接受所有兼容类型

（一）

所谓智能指针是“行为像指针”的对象，并提供指针没有的机能。

真实指针做的很好的一件事是。Derived class指针可以隐式转换为base class指针。指向non-const的对象的指针可以转换为指向const对象。

例如：

class Top{...}; class Middle: public Top{...}; class Bottom: public Middle{...}; Top* pt1 = new Middle;        //将Middle*转换成Top* Top* pt2 = new Bottom;        //将Bottom*转换成Top* const Top* pct2 = pt1;        //将Top*转换成const Top*

但想在用户自定义的智能指针中模拟以上转换，就有点麻烦，我们希望以下代码通过编译：

template<typename T>class SmartPtr {public:explicit SmartPtr(T* realPtr);...};SmartPtr<Top> pt1 = SmartPtr<Middle>(new Middle);  //将SmartPtr<Middle>转换为SmartPtr<Top> SmartPtr<Top> pt2 = SmartPtr<Bottom>(new Bottom);  //将SmartPtr<Bottom>转换为SmartPtr<Top> SmartPtr<const Top> pct2 = pt1;                    //将SmartPtr<Top>转换为SmartPtr<const Top>

但是同一个template的不同具现体之间并不存在什么与生俱来的固有关系（如果带有base-derived关系的B，D两类型分别具现化某个template，产生出的两个具现体并不带有base-derived关系），所以编译器视SmartPtr<Middle>和SmartPtr<Top>为完全不同的classes。为了获得我们希望的SmartPtr class之间的转换能力，我们必须将它们明确地编写出来。

（二）

我们需要的不是写一个构造函数，根据一个SmartPtr<Middle>或一个SmartPtr<Bottom>构造一个SmartPtr<Top>。而是要为它写一个构造模板。这样的模板是member function templates（常简称为member templates），其作用是为class生成函数：

template<typename T>class SmartPtr {public:template<typename U>   //member templateSmartPtr(const SmartPtr<U>& other);  //为了生成copy构造函数};

以上代码的意思是：任何类型T和任何类型U，可以根据SmarPtr<U>生成一个SmartPtr<T>——因为SmartPtr<T>有个构造函数接受一个SmartPtr<U>参数。这一类构造函数通过对象u创建对象t（例如根据对象SmartPtr<U>创建一个SmartPtr<T>），我们称之为泛化copy构造函数。它并未声明为explicit，那是蓄意的，在模板化构造函数中略去explicit是为了效仿隐式转换。

（三）

完成声明之后，我们必须从某方面对这一member template所创建的成员函数群进行拣选或删除。我们希望根据一个SmartPtr<bottom>创建一个SmartPtr<top>，却不希望根据一个SmartPtr<top>创建一个SmartPtr<bottom>，因为那对public继承而言那是矛盾的；也不希望根据一个SmartPtr<double>创建一个SmartPtr<int>，因为现实中并没有“将double*转换成为int*”的对应隐式转换行为。

代码中约束转换行为，使它符合我们的期望：

template<typename T>class SmartPtr {public:template<typename U>SmartPtr(const SmartPtr<U>& other) : heldPtr(other.get()){}T* get() const {return heldPtr}private:T* heldPtr;  //持有的内置（原始）指针};

成员初值列中，以类型为U*的指针初始化类型为T*成员变量，这个行为只有当“存在某个隐式转化可将一个U*指针转换为一个T*指针”时才能通过编译，而那正是我们想要的。
成员初值列中，以类型为U*的指针初始化类型为T*成员变量，这个行为只有当“存在某个隐式转化可将一个U*指针转换为一个T*指针”时才能通过编译，而那正是我们想要的。SmartPtr<T>有了一个泛化copy构造函数，这个构造函数只在其所获得的实参隶属适当（兼容）类型时才通过编译。

（四）

member function templates并不改变语言的基本规则。条款5说过，编译器可能为我们产生4个成员函数，其中两个是copy构造和copy assignment操作符。现在，shared_ptr声明了一个泛化copy构造函数，而显然一旦类型T和Y相同，泛化copy构造函数会被具现化为“正常的”copy构造函数。那么编译器是会暗自为shared_ptr生成一个copy构造函数呢？还是当某个shared_ptr对象根据另一个同型的shared_ptr对象展开构造行为时，编译器会将“泛化copy构造函数模板”具现化呢？

member templates并不改变语言规则，而语言规则说，如果程序需要一个copy构造函数，你却没声明它，编译器会为你暗自生成一个。声明一个泛化copy构造函数（是个member template）并不阻止编译器生成它们自己的copy构造函数（一个non-template），所以如果你想要控制copy构造函数的方方面面，你必须同时声明泛化copy构造函数和“正常的”copy构造函数。相同规则也适用于赋值操作符。

所以示例如下：

template<class T>class shared_ptr {shared_ptr(shared_ptr const& other);  //copy构造函数template<class Y>shared_ptr(shared_ptr<Y> const& other);  //泛化copy构造函数shared_ptr& operator= (shared_ptr const& other);  //赋值操作符template<class Y>shared_ptr& operator= (shared_ptr<Y> const& other);  //泛化赋值操作符};

请记住：

（1）请使用member function templates（成员函数模版）生成“可接受所有兼容类型”的函数。

（2）如果你声明member templates用于“泛化copy构造”或“泛化赋值操作符”，你还是需要声明正常的copy构造函数和赋值操作符。